일본이 건조한 초대형 전함으로써 일본 해군은 '불침함(不沈艦)'이라고 불렀다. 함대결전 전략에 따라 건조되었으나 일본 해군의 기대만큼 활약하지 못하였다. 항공모함으로 변경된 1척을 포함하여 3척이 건조되어 모두 제2차 세계대전 말 미 해군의 공격을 받고 침몰하였다. 46㎝ 거포(巨砲)를 비롯하여 다양한 함포와 함재기 7대 등 강력한 무장을 장비하고, 방어력도 우수하였지만 어뢰 공격에 취약하였다.

1번함 야마토호(號)는 1937년 11월부터 쿠레(吳)해군공창에서 건조되어 1941년 12월 16일 완성되었다. 1942년 2월부터 일본 연합함대사령관 야마모토 이소로쿠(山本五十六) 제독이 승선하는 연합함대 기함으로 활약하였다.

야마토호는 1942년 6월 벌어진 미드웨이해전에 투입되었지만 교전에 참여하지는 않았다. 1945년 4월 오키나와의 미국 함대를 향한 공격 명령을 받고 출항하였고 1945년 4월 7일 미국 함재기 300대의 집중공격으로 동중국해(海) 바닷속으로 가라앉았다. 3,300여명의 승무원 가운데 생존자는 270여명이었다.

1942년 8월 5일 취역한 2번함 무사시(武藏)호는 1944년 10월 22일 야마토호와 함께 레이테만전투에 참여하여 5번에 걸친 미국 함재기의 공습을 받고 10월 24일 침몰하였다. 야마토급 3번함으로 건조된 시나노(信濃)호는 항공모함으로 변경된 뒤, 1944년 11월 19일 취역하였다. 시라노호는 개장공사를 위해 항해 중이던 1944년 11월 29일 미국 잠수함의 어뢰 공격을 받고 승무원 800명과 함께 시오노미사키(潮岬) 앞바다에서 침몰하였다.